美国空军空间司令部试图“睁开”更多的在轨“眼睛”

美国空军空间司令部计划利用以前未曾使用的数据源，以改进其对地球轨道卫星活动的了解。这项称作“魔爪红云”（Talon Red Cloud）的研究计划，可能有助于分担对空间监视网中现有探测器的某些监视要求。其想法是，利用来自政府其他机构和有信誉的商业公司有关他们的卫星的位置和运动的可靠数据。依靠这些来自可信数据源关于卫星的数据，     

美国新发射的侦察卫星和数据中继卫星

美国国家侦察办公室(NRO)已透露了其高度保密的“长曲棍球” 成像雷达卫星及其地球同步轨道中继卫星的一些图片,从而为了解美国如何从太空得到关键区域,如伊拉克等地的侦察图像,以及如何传输这些图像提供了新的线索.下面对这两颗卫星及美国最近发射的“喇叭”信号情报卫星和GBS通信卫星作一简要的介绍.“长曲棍球”雷达成像卫星“长曲棍球” 和NRO同步中继卫星正在扩大对美国军方的服务,     

基于多目标粒子群算法的导航星座优化设计

导航星座的设计涉及诸多优化变量的选取,优化设计的目的是选取合适的优化变量使导航星座最大程度地满足人们需求。提出了将导航性能和卫星生产成本作为目标对导航星座进行多目标优化设计的研究方案,导航星座基本构型为中轨道(MEO)与地球静止轨道(GEO)卫星组成的混合星座,MEO卫星用于全球导航,GEO卫星用于增强星座对中国及周边地区的导航性能。探讨了MEO和GEO的轨道设计思路。阐述了星座导航性能与卫星生产成本的计算方法,并选取定位精度因子(PDOP)作为导航性能指标。介绍了基本粒子群算法和多目标优化的概念,提出了改进的多目标粒子群算法(MOPSO),给出了该算法的计算步骤和测试结果。讨论了导航星座多目标优化设计的数学模型,列举了优化设计变量的定义域,采用MOPSO算法对导航星座进行了多目标优化设计,通过分析优化设计结果,说明了导航星座多目标优化设计方案的可行性。     

美国科学家在网上发布日本间谍卫星数据

据日本《读卖新闻》报道,美国科学家将2颗日本政府间谍卫星的可靠数据公布在网站上。利用这些数据,该卫星可以被准确定位,这使得卫星有遭受威胁的可能。美国“忧思科学家联盟”(UCS)与哈佛大学史密斯天体物理中心公布了这2颗在轨卫星的数据库信息。此前,出于安全原因,这2颗日本卫星的详细信息一直是保密的。2006年3月18日,UCS向其在轨数据库增加了这2颗卫星详细、精确的数据,诸如高度、倾度、在轨期限等。该数据库于2005年建成,在互联网上免费提供多个国家800多颗卫星的数据。由于UCS数据库提供的是精确的在轨卫星数据,通过计算轨道周期…     

载人飞船碰撞检测解析方法研究

在轨编目物体数目与日俱增,为保证载人航天任务的顺利完成,必须对可能威胁任务轨道的空间目标进行碰撞检测。本文分析了美国航天司令部开发的SGP4近地轨道预报模型,引入其中的摄动力长期项公式。通过模型比对可知,引入摄动力长期项的计算结果与解析法SGP4结果接近,而且摄动力的长期项对轨道根数的影响可以表示为关于时间的函数,结合天球投影可以迅速找出2个物体分别过轨道交线的时间,因此该方法能够保证碰撞预警的精度与速度。仿真结果验证了该方法的快速有效性。     

天基低轨空间监视雷达密集短弧观测数据的定轨应用研究

当天基雷达采用多波束扫描时,每次与空间目标交会可获取类似跟踪的观测数据。本文讨论了这些密集短弧观测数据在目标轨道改进中的应用。在没有测量时,采用矩阵Ricatti方程计算状态误差;引入观测数据时,比较了EKF和UKF两种滤波算法的轨道改进效果。仿真表明,UKF的收敛速度优于EKF;天基短弧观测数据可以很好地抑制误差发散,满足监视任务需求。     

基于单星测轨进行LEO和GEO目标编目

针对既有天基探测的不足,本着降低卫星制造难度、使用复杂度,拓展监视对象的原则,针对编目测轨所需,论证设计了一个采用零倾角、9 000km高度轨道,装有7个可见光探测器,以空域监视方式支持空间目标编目测轨的构想。该构想只需1颗卫星,即可形成空间目标编目所需的测轨,独立支持LEO（低地球轨道）和GEO（地球同步轨道）目标的编目管理,具有战略、战术双重价值。     

天基近地轨道空间监视雷达卫星重访效能分析

空间目标监视系统是空间态势感知的重要支撑,为克服地基观测系统时空监视能力的限制,基于天基平台的空间目标监视技术是空间目标监视领域技术发展的必然趋势。天基监视雷达是天基监视技术的重要组成部分,着眼于未来空间监视的需要,必须开展天基雷达相关技术的研究。本文分析了近地轨道空间卫星间相对距离变化的周期性,以此为基础给出了天基雷达对观测目标的重访特性,为天基空间监视雷达卫星星座系统的设计提供了理论基础。     

吉尔南再入测量站在美国战略武器试验中的作用

吉尔南再入测量站(KREMS)是一个雷达测量站,位于马绍尔群岛中夸贾林珊瑚礁的罗伊—纳慕岛。该站是夸贾林导弹靶场的一部份,为各种导弹试验和空间跟踪任务收集雷达测量数据。这些数据可供各有关部门用来鉴定弹道导弹再入系统、防御系统以及美国和外国的卫星系统。本文对吉尔南再入测量站、测量能力及其在弹道导弹试验和空间跟踪活动中的作用等方面做了介绍。     

用GEOS-3卫星校准C波段雷达的研究

一、前言本报告详细介绍了美国无线电公司(RCA)根据NAS6-2637号合同为航空航天局(NA-SA)沃劳普斯飞行中心(WFC)用GEOS-3卫星校准C波段雷达所进行的研究工作。参考文献[1]介绍了GEOS-3 C波段雷达试验计划的目的;参考文献[2]进一步陈述了该计划的目的,并且介绍了为达此目的需遵循的标准化C波段雷达操作和校准方法。整个试验有多项目的,但其主要目的是,“更好地确定测量雷达系统的绝对精度,找出校准这些系统的精确方法以及改进处理有关数据所采用的方法”。所有其它目的则取决于是否     

地面光电设备利用反射阳光对卫星进行白天监视

麻省理工学院林肯实验室的望远镜由计算机控制,其口径为787mm,f/5。它与现有硅光导摄象管电视摄象机及其视频处理系统配套,在白天很容易靠反射太阳光捕获和跟踪低高度卫星,极限星等可达8~m3。1981年10月22日,在白天跟踪了18颗不同卫星,总轨迹数为20条,并把其中的13条轨迹的精确定位数据送到北美防空司令部(NORAD)的空间防御中心。这就验证了空军新的地面光电深空监视(GEODSS)系统在白天执行任务的方案。白天空间监视的试验表明,大气中充满了各种小物体,如果事先不知道卫星的轨道,则必须从中鉴别出卫星。为了成功地分辨出卫星,制造了一台视差装置。     

火箭助推器对雷达观测的影响研究

针对运载火箭二级助推器及分离时产生的大的碎片对雷达观测可能造成的影响,阐述了雷达成像重叠轨道(ROIO)的概念,并就雷达处于火箭载荷轨道平面内的情况分析了ROIO的存在条件、确定方法和观测中火箭载荷轨道及其ROIO上所对应的位置相对于雷达的角度差.仿真结果表明,目标轨道的观测范围及雷达相对于该观测范围的距离决定了ROIO的确定.     

阿里安运载火箭飞行试验用的C波段雷达的卫星校准

在欧洲阿里安运载火箭试射以前,法国国家航天研究中心对设置在法属圭亚那库鲁发射场和巴西纳塔尔站的雷达组织了一次校准会战。本文首先介绍校准用的设备并说明选择这些设备的理由。我们用了以下设备: (1)美国GEOS-3卫星上的三个有关设备;C波段雷达应答机、激光反射器、供多普勒测量用的162-324兆赫发射机; (2)设在库鲁、纳塔尔和图卢兹的多普勒接收机; (3)美国的激光测量结果; (4)法国国家航天研究中心的计算设施(图卢兹和库鲁的计算中心)。其次介绍一下在初校、设备同步和操作协调等阶段所遇到的各种问题。接着介绍所做的处理工作: ——用多普勒测量值求得质量好的当地轨道根数集; ——将此轨道同激光测量值进行比较; ——鉴定各种雷达误差模型(垂直度、正交度、对准度、偏倚……); ——在同一处理过程中分离出雷达模型和轨道根数; ——进行自校准文章的最后部分介绍了处理的结果和这次校准会战的经验教训。所达到的鉴定精度为:对误差模型的参数来说为10-20微弧度,距离为几米,角度约几微弧度(此为最后处理所得的精度)。主要的经验教训有: ——做好校准会战的准备工作——做好设备的同步——选择一种好的雷达参数和轨道根数的处理方法(求解法) ——建议用精度较低但便于实现的简便的自校准方法。     

最小二乘递推估计在人卫轨道改进中的应用

一、引言利用大量观测资料精确确定人造地球卫星的轨道,通常称为轨道改进。它能给出精确的轨道根数,为预报卫星位置,跟踪和各种应用提供可靠的依据。传统的天体力学轨道改进是根据少量的光学观测资料,用经典最小二乘法(使残差平方和达到极小)来求解的。而近年来出现了很多新的观测技术(如雷达、多普勒、激光等),在一次观测弧段中可以得到大量的精确资料。为了充分利用这些多资料的测量信息,以提高轨道改进的精度,最小二乘估计理论(即近代最小二乘)的应用是有利的。由于轨道改进是“事后处理”工作,而不是卫星的实时跟踪,因此,采用最小二乘的逐     

哥达德航天中心天基、地基测控网的Ka频段过渡计划

1　工作于Ka频段的驱动因素NASA天基测控网 (SN)目前通过TDRSS卫星和白沙设施 (WSC)的地面设备以S和Ku频段为各种近地轨道科学卫星提供通信服务。同样 ,NASA地基测控网 (GN)利用分布于全球的地面站通过直接对地的S和X频段为科学卫星提供通信服务。按NASA预测许多科学卫星提出的测控需求 ,需要 1Gbit/s或更高的数传速率 ,这些快速上升的数据吞吐速率不可能以现用的Ku和X频段来满足。此外 ,NASA分配给TDRSSKu频段前、返向链路频率在国际电信联盟 (ITU)只是二级用户 ,固定卫星业务 (主用户 )地球站地球 -空间方向的发射会给…     

飞行器翼身结合部的散射特性分析

飞行器翼身结合部构成的两面角反射器是一个很强的电磁散射源,但由于其一个表面弯曲,分析这种结构的散射十分困难。采用复射线展开法和几何绕射法分别处理镜面多次反射和边缘绕射,计算了这种复杂结构产生的电磁散射和雷达截面贡献,分析了翼身两面角和机身半径等几何参数对目标雷达截面的影响。结果表明是一种有效的雷达截面预估方法,通过结构几何参数的计算机优化,可以显著地减小翼身结合部的雷达截面贡献。     

美军北美航空航天司令部研究防御巡航导弹和无人机

美国北美航空航天司令部(NORAD)正在制定称之为“顶级要求文件”(CRD)的、防御来袭巡航导弹和无人机攻击的指导性文件。该文件要确定未来威胁的性质、现有能力的特点和对付未来威胁的能力特点,主要考虑的是能将各传感器和各射手联网的“系统中的系统”,提供对巡航导弹和无人机的多层防御。该文件的制定正处于最后阶段。考虑到北美海岸线很长,所有潜在的、雷达反射面很小的飞行器都可能侵入,同时缺乏对其拦截的有效武器,因此,防御来袭巡航导弹和无人机攻击是一项非常具有挑战性的任务。北美航空航天司令部的计划主管 W·霍奇金少将说,“9.11”事件之后,北美航空航天司令部的任务已经从冷战时代的监视威胁并提供重大战略告警,转为每天不停地提供航空航天领域的时间敏感目标的瞄准信     

自主机动条件下的实时定轨方法

中继卫星在跟踪自主机动用户目标时,由于机动轨道未知,需要利用中继卫星下传的星载GNSS(Global Navigations Satellite System,全球导航卫星系统)数据进行实时轨道确定与预报,为中继卫星跟踪提供实时的引导信息,以方便中继卫星快速捕获目标和连续稳定跟踪。针对该类用户目标的任务需求,讨论了基于星载GNSS数据自主机动条件下的实时定轨方法,建立了连续推力机动力学模型。以某一型号卫星的实测数据进行分析验证,并对轨道机动进行辨识,计算的机动加速度和机动时间与试验单位提供的结果一致。针对卫星不同机动情况,5min的观测数据定轨预报10min的弧段,最大位置误差小于8km,可以为中继卫星快速捕获提供高精度的引导信息。     

GEOS-3相参C波段跟踪数据的处理和分析

一、引言 1975年4月10日号发射的GEOS-3号卫星是第一个载有相参C波段应答机的轨道飞行器。GEOS序列中前面的卫星都装载非相参C波段应答机,这种应答机不适合于双程多卜勒距离变化率测量。用于GEOS-3任务的现有C波段雷达中,大约三分之一的雷达具有相参工作的能力,即雷达备有相参信号处理器(CSP)或者速度信息提取分系统(VESS)。这些分系统能输出目标距离变化率(沿斜距矢量方向)的数字量。这种测量分系统做成Ⅱ型伺服系统(其模型项为R和R),由正比于回波信号频率相对于本振频率偏移的误差信号来驱动,并备有相应的消除谐波模糊的措施。     

发展Ku频段超远程雷达用于空间目标探测的建议

空间目标探测是获取空间信息,维护国家空间安全的前提和必要条件,当前空间安全面临威胁的紧迫形势,对于我国的空间目标探测提出了更高的要求,有必要对更大范围轨道空间以及尺寸更小的空间目标进行更精确的探测、识别和状态确认。通过对空间目标探测的需求以及Ku频段远程探测雷达特点的分析,参考美国用于空间目标探测雷达的特点及应用,提出了发展我国Ku频段远程探测雷达用于空间目标探测的建议。